Vědci z Vysokého učení technického v Brně vymysleli novou kloubní náhradu, kterou lze vyrobit pacientům přímo na míru. Jejich technologie tak umožňuje zachovat maximum zdravé tkáně. U současných implantátů totiž musejí lékaři vždy danou kost výrazně upravovat, což někdy způsobuje sekundární zdravotní problémy.
Vědci v Brně vyvinuli kloubní náhradu vyráběnou pacientům na míru. Je šetrná, lehká a odolná
Operace kloubů patří mezi nejčastější chirurgické výkony. Kost se musí upravit na míru zvolenému implantátu, pacient tak přichází o zdravé části tkáně. Oproti tomu se implantát vyvinutý na VUT podřizuje kloubu pacienta, kde nahrazuje jen chrupavku a nekrotickou kostní tkáň. Vzniká totiž na míru na základě modelu, který vychází z CT snímků.
„Standardní řešení vlastně předpokládá výrobu prefabrikovaných implantátů, které se po úpravě kosti řezáním oscilační pilou upraví tak, aby ten implantát a ta kost šly na sebe. Nové řešení zohledňuje fyzický stav kosti pacienta a nasazení je poměrně jednoduché, protože to funguje jako taková klipsa,“ vysvětlil ředitel Ústavu strojírenské technologie FSI VUT Miroslav Píška.
Pacient nepřijde o zdravou tkáň
Pacient tak na rozdíl od současných kloubních náhrad nepřichází v takové míře o zdravou tkáň v okolí kloubu. Právě to může způsobovat nemalé potíže. „To, co cítíte po operaci, je to, že ten kloub je jinak nastavený, v jiných úhlech. Jestliže ten úhel bude větší a budete mít nožku kratší, začnou vás bolet záda, protože se vám zkřiví,“ řekl lékař z fakultní nemocnice v Ostravě Petr Krupa.
To se u kloubů na míru stát nemůže. Vyrábět by se měly speciální technologií, kdy se pomocí elektronového paprsku ve vakuu roztaví kovový prášek, ze kterého pak díky 3D tisku vznikne titanová slitina. Nový implantát je tak výrazně lehčí než současné odlitky, výkovky nebo obrobky, a přitom je dostatečně pevný a odolný.
Hledání vhodného materiálu trvalo roky
Právě hledání vhodného materiálu a technologie zabralo vědeckému týmu roky práce. „Dělali jsme únavové zkoušky a vzorky, které jsme testovali, vydržely až třináct milionů cyklů bez porušení,“ řekl Miroslav Píška. Náhrada kloubu by tak měla vydržet pacientovi až do konce života.
Ke vpravení implantátu do těla pacienta není potřeba robotické ruky, jak vědci dříve zamýšleli. „Místo toho se vytvoří speciální šablona, pomocí které se implantát přesně umístí a zafixuje. Výztužné žebro dodává implantátu vysokou tuhost a odolnost proti poškození, třeba když odoperovaný člověk později upadne,“ popsal Píška.
Potřebné elasticity lze dosáhnout umístěním pružného členu, například ze silikonu, do sestavy protilehlého kusu. „Mechanické vlastnosti je možné dále upravit vzhledem k hmotnosti pacienta a předpokládané dynamice jeho chůze, což uleví mimo jiné i páteři,“ uvedl Píška. Jelikož je pružný díl uvnitř protilehlého kusu, je implantát vhodný i pro pacienty alergické na silikon.
Nový kloubní implantát vědecký tým přihlásil k patentování a řeší, jak ho dostat do klinické praxe. Zájem o něj projevily ortopedické, ale i veterinární kliniky. Pomáhat by totiž mohl i zvířatům.
Operací kloubů bude podle ortopedů přibývat
Ortopedi předpokládají, že velké kloubní náhrady bude v příštích deseti letech potřebovat mnohem více pacientů. Lékaři využívají k operacím stále častěji nejmodernější počítačové metody. Ortopedická klinika Fakulty zdravotnických studií v Masarykově nemocnici v Ústí nad Labem používá například počítačovou navigaci. „Má pomoci k tomu, abychom se zase zbavili dalšího promile pooperačních komplikací. Pokud máme tu možnost něco nového využít, tak to udělat musíme,“ řek přednosta ortopedické kliniky Tomáš Novotný.
Při operaci počítač z obrovského množství dat o kloubu navrhne nejlepší umístění kloubní náhrady tak, aby pacientovi v budoucnu co nejlépe seděla. Dříve kloub lékaři umísťovali za pomoci úhloměrů a mechanických nástrojů. „ Pracujeme se speciálním přístrojem, který funguje jako pistole. Podle toho, co říká navigace, zaměříme jednotlivé okraje toho kloubu,“ popsal přednosta kliniky.
Nový přistroj používají lékaři na ortopedické klinice ústecké nemocnice denně, počet operací přibývá. „Populace je starší, relativně ve vysokém věku. Je zdravější, takže je schopna podstoupit tuto operaci, za zachování nějakých bezpečnostních kritérií,“ vysvětlil ortoped. Navíc lidé také více sportují nebo naopak jsou obézní. Jejich klouby tak dostávají daleko víc zabrat. Jejich výměna se tak časem dotkne téměř každého.